BAB 4

Sistim Pemompaan

4.1 Pendahuluan

Berbagai sistem pemompaan yang digunakan pada bangunan. Yang paling

umum systems adalah yang digunakan untuk memompa air dingin dan kondensor air

di sistem AC sentral dan untuk memompa air panas di tengah sistem pemanas .

Sistem pemompaan juga digunakan pada bangunan untuk kubah-tic air panas dan air

dingin. Bab ini terutama berkaitan dengan sistem yang digunakan dalam AC dan

sistem pemanas sentral memompa karena mereka merupakan sebagian besar dari

energi yang dikonsumsi oleh sistem pemompaan di gedung-gedung. Namun,

beberapa dari manajemen energi yang diusulkan strategi mungkin juga berlaku untuk

sistem pemompaan lainnya. Dalam (pemanasan) sistem air dingin dan air panas,

pompa digunakan untuk memberikan kekuatan utama untuk mendistribusikan dan

mengedarkan air dingin atau panas melalui kumparan sementara mengatasi kerugian

tekanan yang disebabkan oleh komponen ferent dalam sistem. Demikian pula, dalam

kondensor pendinginan sistem, air disirkulasikan antara kondensor dan menara

pendingin. Pompa sentrifugal adalah jenis yang paling umum dari pompa yang

digunakan dalam membangun. Pompa sentrifugal memiliki impeller terpasang pada

poros , yang digerakkan oleh motor dan berputar dalam volute atau diffuser casing .

dalam pompa dengan casing volute, air dari impeller habis pada poros , sedangkan

pada pompa dengan casing diffuser (garis pompa ), air dibuang sejajar dengan poros.

Pompa umumnya diklasifikasikan menurut instalasi mereka mengatur dan fitur

mekanik. Pompa yang paling umum digunakan dalam membangun adalah end -

suction pompa jenis , yang horizontal dipasang dengan impeler tunggal - hisap ,

pompa kasus horizontal atau vertikal –split dengan impeler double- suction , dan

vertikal dipasang in-line pompa (Gambar 4.1 dan 4.2 ) .

Gambar 4.1 End - hisap dan dalam garis pompa. (Courtesy of ITT Industries)

4.2 Distribusi Penggunakan Sistem

Air dan sistem pemanas dingin adalah sistem tertutup di mana air beredar

dalam sebuah loop tertutup. Sistem air kondensor adalah sistem terbuka di mana

tekanan statis hadir karena perbedaan ketinggian saat air disemprotkan di menara

pendingin terbuka . Pengaturan tertutup dan terbuka ditunjukkan pada Gambar . 4.3.

Dua sistem perpipaan utama yang digunakan untuk sirkulasi air langsung kembali dan

sistem reverse kembali. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 4.4 dan 4.5, Perbedaan

antara return langsung dan sistem pengembalian terbalik adalah bahwa dalam

yang terakhir, air meninggalkan kumparan individu digabungkan bersama-sama

sebelum kembali ke utama sundulan kembali, sedangkan pada kembalinya langsung

pipa air kembali sistem secara individual terhubung ke kembalinya utama

sundulan. Akibatnya, dalam sistem kembali terbalik, pipa panjang antara

pompa sirkulasi dan setiap gulungan adalah sama. Oleh karena itu, jika kumparan

yang dipilih untuk memiliki yang sama penurunan tekanan air , sistem akan diri -

balancing dan akan menghilangkan kebutuhan untuk menyeimbangkan katup.

Gambar 4.2 kasus Horizontally-dan-split vertikal pompa. (Courtesy of ITT

Industries)

Gambar 4.3 Pengaturan sistem tertutup dan terbuka

sistem kembali, panjang pipa antara koil dan pompa sirkulasi bervariasi sesuai

dengan lokasi kumparan, dengan coil terdekat memiliki panjang pipa terpendek.

Sistem pengembalian secara langsung, oleh karena itu, harus memiliki

menyeimbangkan katup pada setiap cabang pipa untuk mencegah lebih banyak air

pass-ing melalui kumparan dekat dengan pompa sirkulasi, yang menyebabkan

kurang memadai aliran sien ke kumparan terjauh dari pompa . Selain sistem distribusi

air, variasi lain, sistem pompa primer-sekunder, juga kadang-kadang digunakan .

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6, sistem distribusi primer-sekunder

menggunakan dua set pompa. Set pertama dari pompa, pompa utama, digunakan

untuk memompa air melalui pendingin atau boiler. Set kedua pompa, detik the

pompa, digunakan untuk memompa air melalui kumparan yang terletak di bagian

yang berbeda dari bangunan. Pompa primer dan sekunder hidrolik terisolasi dari satu

sama lain dengan pipa memotong disebut pipa pler. Distribusi sekunder dapat

dikonfigurasi untuk menjadi langsung kembali atau membalikkan kembali. Aliran

dalam pipa decoupler dapat di kedua arah, tergantung pada" produksi "air dingin atau

panas di sirkuit primer dan jumlah"konsumsi" oleh bangunan (aliran sekunder). Jika

Sistem menghasilkan lebih banyak air dingin atau panas dari pada apa sistem

mengkonsumsi, aliran air dalam pipa .

Gambar 4.4 sistem distribusi langsung

Gambar 4.5 sistem distribusi kembali

dari pasokan induk untuk kembali. Di sisi lain, jika kedua Sistem membutuhkan lebih

banyak air daripada yang dihasilkan oleh primer sistem, aliran air dalam pipa akan

berasal dari masukan. Dalam sistem primer-sekunder seperti, isolasi hidrolik

memungkinkan pompa sekunder bervariasi dalam aliran (biasanya menggunakan

variable kecepatan) dengan beban tetap menjaga aliran konstan air melalui sirkuit

primer. Keuntungan dari sistem tersebut akan dibahas kemudian dalam bab ini. 4.3

Sistem dan Pompa, Curva Pompa dan sistem pemompaan biasanya dinilai

berdasarkan tekanan dan laju aliran. Dua parameter yang bergantung satu sama lain

sebagai laju aliran dalam sistem pompa tergantung pada head tekanan. Tekanan yang

dikembangkan oleh sebuah pompa diperlukan untuk mengatasi resistensi dalam

sistem, seperti yang disebabkan oleh kerugian gesekan dalam pipa, tekanan

Gambar 4.6 sistem pompa primer-sekunder.

kerugian di seluruh katup, dan pendinginan kumparan dan perbedaan head statis

dalam sistem terbuka. Hubungan antara kerugian head dalam sistem ke laju alir

sistem disebut kurva resistansi sistim. sistem kurva untuk sistem tertutup dan terbuka

ditunjukkan pada Gambar. 4.7. Perbedaan antara kedua kurva adalah bahwa untuk

sistem terbuka. Perbedaan tekanan statis atau tekanan karena tinggi berbeda

ditambahkan ke kurva sistem. Sistem kurva parabola di bentuk karena kerugian

tekanan dalam sistem proporsional dengan kuadrat dari aliran. Tekanan rendah

akibat gesekan dari fluida yang mengalir dalam pipa diberikan oleh persamaan

Darcy-Weisbach:

(4.1)

dimana

Δh = kerugian gesekan, m

f = faktor gesekan, berdimensi

L = panjang pipa, m

D = diameter dalam pipa, m

V = Rata-rata kecepatan fluida, m /s

g = percepatan gravitasi, 9,8 m /s2

Ini memiliki hubungan (tekanan). Selanjutnya, kerugian tekanan pada fiting juga

sebanding dengan alun-alun aliran dan dapat dinyatakan sebagai:

(4.2)

di mana, K ? koefisien kehilangan, tergantung pada jenis fitting, ukuran dan aliran

kecepatan.

Gambar 4.7 sistem kurva (sistem tertutup dan terbuka)

Gambar 4.8 kurva Pump (berbeda-entdiameters)

Setiap sistem tertentu akan memiliki kurva sistem sendiri karena ukuran pipa,

panjang pipa. Sistem kurva, berubah jika komponen dalam sistem berubah; misalnya,

dengan memiliki resistensi aliran yang berbeda. Demikian pula, hubungan antara laju

aliran dan tekanan dikembangkan dengan pompa disebut kurva pompa. Kurva pompa

menunjukkan semua titik operasi pompa pada kecepatan operasi tertentu sebagai

yang pembuangan tersumbat dari nol sampai aliran penuh. Karena pompa dapat

beroperasi pada kecepatan yang berbeda dan dengan ukuran impeller yang berbeda,

biasanya pompa kurva diplot pada sumbu yang sama. Gambar 4.8 menunjukkan

kurva pompa untuk pompa tertentu menggunakan ukuran impeller yang berbeda.

Kurva pompa seperti yang disediakan oleh produsen pompa biasanya menunjukkan

tidak hanya hubungan antara laju aliran dan tekanan, tetapi juga pompa daya dan

efisiensi operasional . Kurva pompa dapat datar atau curam, seperti ditunjukkan pada

Gambar. 4.9. Di pompa dengan kurva datar, variasi yang besar dalam aliran dapat

dicapai dengan perubahan relatif kurang tekanan. Oleh karena itu , pompa dengan

kurva datar lebih disukai untuk sistem tertutup dengan modulasi Katup kontrol 2-

arah. Untuk aplikasi aliran konstan seperti kondensor sistem air yang pada menara

pendingin , pompa dengan karakteristik curam dapat digunakan. Ketika pompa yang

dipilih untuk aplikasi tertentu , pompa dengan kurva dengan kinerja yang dapat

memotong kurva sistem pada yang diinginkan titik operasi yang dipilih, seperti

ditunjukkan pada Gambar . 4.10.

Gambar 4.9 datar dan curam karakteristik pompa.

Gambar 4.10 Sistem dan kurva pompa untuk sistem pompa.

Daya yang dikonsumsi oleh pompa berhubungan dengan produk dari aliran

dan perbedaan tekanan (antara debit dan suction), yaitu

(4.3)

Dalam SI Unit

Pump impeller power (kW)

(4.4)

In imperial Units

Pump Break Horsepower

(4.5)

Oleh karena itu, memompa konsumsi daya dapat diturunkan dengan mengurangi

menilai, perbedaan tekanan, atau keduanya mengalir.

4.4 Hukum Affinity

Kinerja pompa sentrifugal bawah kondisi yang berbeda terkait dengan pompa

afinitas diberikan dalam Tabel 4.1. Pompa afinitas hukum berhubungan kecepatan

pompa dan diameter impeller mengalir, tekanan devel- Op di pompa, dan rem tenaga

kuda pompa. Hukum pompa afinitas berguna untuk memperkirakan kinerja pompa di

different kecepatan berputar atau diameter impeller, berdasarkan pompa dengan.

Hubungan dikenal. Contoh 4.1 mengilustrasikan penggunaan pompa afinitas hukum.

Contoh 4.1 Apump memberikan 120 L/s pada 1400 rpm dan mengkonsumsi 55 kW.

Jika kecepatan pompa berkurang menjadi 1.120 rpm, menghitung laju aliran baru dan

kekuatan konsumsi.

= 120 L/s

= 55 Kw

= 1400 rpm

= 1120 rpm

Contoh 4.1 menunjukkan bahwa ketika kecepatan berkurang sebesar 20 persen

(1400 rpm ke 1.120 rpm), secara teoritis, konsumsi daya berkurang sekitar 50 persen

(55 kW sampai 28 kW). Namun, perlu dicatat bahwa tekanan yang dikembangkan

oleh pompa juga mengurangi dengan kuadrat dari penurunan kecepatan. Ini adalah

"hukum kubus" (kecepatan), Yang sangat berguna untuk penghematan energi pada

sistem pemompaan, dan aplikasi akan dijelaskan kemudian.

4.5 Tindakan Penyimpanan Energi untuk Sistim Pemompaan

4.5.1 Ukuran Pompa yang berukuran untuk mengurus persyaratan aliran desain

Sementara mengatasi berbagai resistensi dalam sistem. Kerugian gesekan dalam

perpipaan dan kerugian di seluruh katup dan fiting biasanya diperkirakan

menggunakan spesifikasi dan data penelitian. Karena ketidakpastian ini estimasi nilai

dan penyisihan perubahan selama instalasi.

Gambar 4.11 ukuran pompa untuk aplikasi.

sesuai dengan batasan situs, faktor keselamatan ditambahkan ke desain. keamanan

faktor dapat berkisar dari beberapa persen sampai setinggi 100 persen. sebagai

Akibatnya, pompa dapat berakhir menjadi lebih dari ukuran tertentu untuk applica-

tion, seperti yang diilustrasikan pada Gambar. 4.11 mengilustrasikan kasus di mana

kurva sistem yang digunakan pada tahap desain memiliki faktor keselamatan yang

tinggi dimasukkan ke dalamnya. Pompa dipilih untuk memotong ini kurva sistem

desain pada aliran desain untuk memberikan titik operasi desain. Namun, karena

kurva desain sistem memiliki faktor keamanan yang tinggi , kurva sistem aktual

pengalaman pompa dapat sangat berbeda. Hal ini menyebabkan pompa titik operasi

bergerak sepanjang kurva pompa ke tempat itu memotong kurva sistem yang

sebenarnya, mengarah ke yang lebih tinggi dari yang dibutuhkan laju alir pompa.

Karena kekuatan memompa berkaitan dengan kubus dari laju aliran, over-

memompa 20 persen hasil dalam peningkatan 50 persen dalam memompa daya

konsumsi. Untuk air dingin, over pumping juga dapat menyebabkan peningkatan

dalam dingin suhu pasokan air pendingin karena tidak dapat pro -vide air dingin pada

nilai desain ketika laju aliran terlampaui. Hal ini dapat mengakibatkan penghapusan

kelembaban kurang unit terminal, karena kemampuan penghapusan kelembaban

pendinginan kumparan tergantung pada coil temperature. Biasanya, ketika pompa

kebesaran, mereka baik dioperasikan untuk memberikan lebih tinggi dari laju aliran

yang dibutuhkan atau kehilangan tekanan artifisial diciptakan dalam sistem dengan

menambahkan katup throttling. Biasanya, globe katup atau katup ancing digunakan

dalam sistem untuk menambah daya tahan yang cukup untuk sistem untuk

memindahkan kurva sistem yang sebenarnya sehingga memotong pompa kurva pada

titik operasi awalnya dirancang (Gambar 4.12). Meskipun secara operasional

dimungkinkan untuk mentolerir pilihan ini, mereka tidak boleh diterima dari sudut

pandang efisiensi energi pandang sebagai lebih tinggi dari arus yang diperlukan atau

hasil tekanan dalam kekuasaan memompa lebih tinggi konsumsi. Pumping Systems

113 Kurva desain sistem Kurva pompa pada kecepatan desain tekanan arus. Titik

operasi yang diperlukan, Aliran desain aliran Aktual Kurva sistem aktual Gambar

4.11 Lebih pompa ukuran untuk aplikasi .

Gambar 4.12 pompa Oversized dengan throttling.

Dalam situasi seperti itu, laju aliran desain dapat dicapai dengan mengurangi

diameter impeller (pemangkasan impeller) atau mengurangi kecepatanpompa

(menggunakan variable speed drive). Variabel kecepatan drive (VSD) adalah

juga kadang-kadang disebut frekuensi drive variabel (VFD) atau disesuaikan fre -

quency drive (AFD). Mereka adalah perangkat yang dapat mengkonversi frekuensi

dari sumber listrik dan memberikan tegangan output diatur dan frekuensi untuk

memvariasikan kecepatan motor. Penghematan energi yang dihasilkan akibat

pengurangan kecepatan dan impeller pengurangan diameter diilustrasikan pada

Gambar. 4.13 dan 4.14. Keputusan untuk mengurangi kecepatan atau impeller

diameter akan tergantung pada biaya relatif untuk dua pilihan. Biasanya, mengurangi

kecepatan pompa menggunakan VSD lebih disukai karena dapat digunakan untuk

memvariasikan kecepatan pompa dan kapasitas jika perubahan beban di masa depan .

Juga, mengurangi impeller diameter dapat mengakibatkan penurunan yang lebih

besar dalam efisiensi pompa bila dibandingkan untuk penggunaan VSD untuk

mengurangi kecepatan. Namun, jika pompa yang ada tua dan karena untuk

penggantian, pilihan untuk mengganti pompa dengan pompa baru benar-ukuran juga

harus dipertimbangkan.

Gambar 4.13 Energi yang dikonsumsi oleh pompa yang "mencekik" untuk

memberikan aliran desain

Gambar 4.14 Energi dikonsumsi oleh pompa yang sama jika impeller diameter atau

kecepatan dikurangi menjadi aliran desain.

Biasanya, pengukuran laju alir sistem dan tekanan yang diperlukan untuk

memperkirakan potensi penghematan melalui pengurangan kecepatan pompa, trim

ming impeller, atau mengganti pompa. Metode paling sederhana dari estimasi adalah

dengan menggunakan pompa afinitas undang-undang, seperti yang digambarkan

dalam Contoh 4.2. Nilai diukur aliran dapat digunakan bersama dengan kecepatan

pompa operasi untuk menemukan kecepatan baru dan dengan demikian arus yang

dibutuhkan. Setelah itu, kecepatan baru dihitung dapat digunakan untuk

memperkirakan konsumsi daya yang dihasilkan, seperti yang digambarkan

di bawah ini. Contoh 4.2 Apump dirancang untuk memompa 10 L/s air ketika

beroperasi pada 1.400 rpm. Dalam kondisi operasi yang sebenarnya, aliran air adalah

15 L/s dan motor pompa mengkonsumsi 15 kW. Hitung penurunan daya pompa

konsumsi jika kecepatan pompa berkurang untuk memberikan aliran air desain 10 L

/s. Dari hukum pompa afinitas, kecepatan pompa dapat dikurangi untuk memberikan

aliran desain sebagai berikut:

perkiraan yang lebih akurat dapat dilakukan jika kurva pompa yang

tersedia untuk pompa khusus digunakan. Laju aliran yang diukur dan

tekanan, yang merupakan titik operasi saat ini, dapat digambarkan pada

pompa kurva, seperti ditunjukkan pada Gambar. 4.15. Kemudian, kurva sistem dapat

plot ted asumsi hubungan parabolik. Pada kurva sistem ini, diperlukan titik operasi

dapat ditandai dengan menarik garis vertikal pada nilai aliran diperlukan. Kurva

Manufacturers'pump kemudian dapat digunakan untuk menemukan kecepatan pompa

atau impeller diameter baru dengan interpolasi, seperti ditunjukkan pada Gambar.

4.15. Setelah ukuran impeller yang diperlukan atau kecepatan yang dipilih, kurva

produsen juga dapat digunakan untuk memperkirakan daya motor konsumsi pada titik

operasi baru.

Gambar 4.15 Menggunakan kurva pompa untuk memilih ukuran impeller yang

cocok.

4.5.2 Variable

The sizing pompa dilakukan berdasarkan satu set kondisi desain, dan

bangunan, karena pendinginan atau pemanasan beban mereka bervariasi dengan

waktu, pompa adalah ukuran untuk memenuhi kondisi beban puncak.

Sistem distribusi air menggunakan salah 2 arah atau katup 3 way bervariasi aliran air

melalui kumparan dan dengan demikian mengendalikan jumlah keren atau

pemanasan yang dilakukan oleh kumparan , seperti yang ditunjukkan pada Gambar.

4.16 dan 4.17. Dalam sistem yang menggunakan katup 2 arah, aliran air melalui

kumparan dikendalikan dengan membatasi aliran langsung menggunakan katup.

Dalam sistem yang menggunakan 3-way katup, mengalir melalui kumparan

dikendalikan dengan melewati beberapa air dari inlet dari kumparan ke outlet

kumparan. Dalam sistem yang menggunakan katup 3-way, aliran air melalui sistem

harus dijaga konstan terlepas dari beban. Oleh karena itu, misalnya,

jika sistem ditunjukkan pada Gambar. 4.17, dirancang untuk beroperasi dua

pendingin pada beban puncak ( chiller ketiga disimpan sebagai standby ), kemudian

dua air dingin pompa harus dioperasikan bahkan pada saat-saat beban dapat dipenuhi

oleh satu chiller . Hal ini memerlukan operasi chiller kedua ketika itu

Gambar 4.16 Water sistem pemompaan dengan katup 2-arah.

Gambar 4.17 Water sistem pemompaan dengan katup 3-way.

tidak diperlukan atau menjalankan pompa kedua ketika chiller tidak dalam

operasi (yang mengarah ke kemungkinan kenaikan suhu dingin pasokan air). Karena

ini kekurangan, sistem yang menggunakan katup 3-way tidak pop-ular dan mereka

dengan katup 2-arah umumnya lebih disukai. Dalam sistem aliran air variabel dengan

unit terminal memiliki 2-arah modulasi katup, penurunan beban pendinginan

menyebabkan modulasi yang katup untuk menutup, sehingga aliran air berkurang.

Jika pompa adalah con-pompa kecepatan stant, hal ini menyebabkan titik operasi

pompa untuk memindahkan sepanjang kurva kinerja pompa dengan meningkatkan

tekanan sistem (Gambar 4.18). Namun, dalam situasi seperti itu, jika kecepatan

pompa dapat bervariasi, pompa dapat dioperasikan pada kecepatan yang lebih rendah

untuk memberikan aliran yang dibutuhkan. Karena daya yang dikonsumsi oleh

pompa berbanding lurus dengan kubus dari kecepatan (cube hukum), penghematan

yang signifikan dapat dicapai jika pompa yang dilengkapi dengan VSD (Gambar

4.19).

Gambar 4.18 Pompa titik operasi untuk sistem dengan 2-way

katup dan konstan kecepatan pemompaan air (control valve).

Gambar 4.19 Pompa titik operasi untuk sistem dengan katup 2-arah

dan kecepatan pemompaan variabel (kontrol pompa).

Sistem 4.5.3 Primary–sekunder Dua jenis sistem pemompaan kecepatan variabel yang

digunakan untuk air dingin memompa. Sistem yang paling umum adalah pompa

primer – sekunder sistem di mana dua set pompa yang digunakan, seperti ditunjukkan

pada Gambar. 4.20. itu set pertama pompa, atau pompa utama, digunakan untuk

memompa air melalui para pendingin. Set kedua pompa atau pompa sekunder,

digunakan untuk memompa air melalui sistem distribusi bangunan. utama

pompa beroperasi pada kecepatan konstan dan memberikan aliran air tetap dingin

melalui setiap chiller beroperasi. Pompa sekunder dioperasikan berdasarkan

persyaratan air dingin bangunan. Kecepatan pompa sekunder yang bervariasi

berdasarkan beban pendinginan, yang nor-mally merasakan menggunakan sensor

tekanan diferensial terletak di hydrauli-Cally terjauh AHU (unit penanganan udara).

The primer dan sekunderloop hidrolik diisolasi menggunakan pipa decoupler . Tujuan

decoupler adalah untuk memastikan bahwa sistem utama tidak terpengaruh oleh

aliran

Gambar 4.20 Pengaturan sistem pemompaan primer-sekunder.

dan variasi tekanan dalam sistem sekunder. Hal ini memungkinkan pri -mary pompa

untuk mempertahankan laju alir konstan melalui pendingin terlepas dari beban

bangunan pendinginan. Pompa utama beredar aliran air dingin tetap di primer

sirkuit, sedangkan pompa sekunder memberikan arus yang cukup untuk pendinginan

kumparan untuk memenuhi beban pendinginan. Perbedaan aliran air dingin

antara sistem primer dan sekunder melewati decou-pipa pler. Seperti dijelaskan

sebelumnya dalam chiller sequencing, aliran dalam pler harus dari sisi dingin pasokan

air ke sisi kembali. Jika aliran air dingin di decoupler berada dalam arah yang

berlawanan, ini menunjukkan bahwa ada aliran cukup di sirkuit primer dan karena itu

pompa primer tambahan (bersama-sama dengan chiller a) perlu dioperasikan.

Variabel sistem aliran air dingin dengan menggunakan pompa-primary sekunder ing

umumnya lebih disukai karena mereka mampu mempertahankan konstan aliran air

dingin melalui pendingin sementara memvariasikan aliran dinginair dalam sistem

distribusi . Ini memenuhi kebutuhan banyak pendingin untuk aliran konstan air dingin

melalui tabung evaporator untuk memungkinkan operasi yang stabil (mencegah

sistem keamanan mematikan pendingin untuk menghindari tabung pembekuan

disebabkan oleh penurunan mendadak dalam aliran). Aliran air dingin konstan juga

Gambar 4.21 sistem aliran primer Variabel.

tekanan di bawah set point dan akan membuka katup bypass, memungkinkan

beberapa air untuk by pass dan beredar melalui pendingin. Memotong-Karena ini ing

air dingin, sensor tekanan diferensial DP-2 akan merasakan penurunan tekanan dan

akan sinyal untuk kecepatan pompa untuk ditingkatkan. itu sistem harus dirancang

untuk memastikan bahwa aliran dipertahankan dalam batas aliran minimum dan

maksimum untuk pendingin (biasanya 0,9-3,4 m / s). Salah satu keuntungan utama

dari sistem aliran utama variabel adalah penghematan biaya yang dihasilkan dari

menghilangkan pompa distribusi sekunder dan pipa yang terkait. Namun, sebelum

menerapkan sistem aliran utama variabel, itu adalah diperlukan untuk

mengkonfirmasi bahwa kontrol chiller dapat mendukung dan bahwa tabungan dicapai

lebih besar dari untuk sistem primer-sekunder. Contoh 4.3 menggambarkan

bagaimana tabungan dapat diperkirakan untuk berbagai sistem pemompaan.

Contoh 4.3 Perhatikan sebuah bangunan tunggal dengan 500 RT puncak pendinginan

beban pompa –The daya ing dikonsumsi selama tiga opsi (lihat Gambar 4,22-4,24) ;

kecepatan konstan pompa ing (kasus dasar tidak ada VSD), arus primer variabel

memompa (VSD pada pompa primer), dan pemompaan primer - sekunder (VSD pada

pompa sekunder) dianggap. Opsi pertama (Gambar 4.22) dengan pompa kecepatan

konstan adalah tempat pemompaan daya tetap relatif konstan terlepas dari beban

bangunan pendinginan. itu sistem memiliki katup 2-arah dan titik operasi pompa"

naik "pada kurva pompa (aliran - tinggi menurunkan tekanan) pada beban sebagian,

seperti yang dijelaskan sebelumnya . Ini juga sama berlaku untuk sistem dengan

katup 3-way, di mana laju aliran tetap konstan perspektif beban. Jika pendingin 250

RT kapasitas masing-masing, hanya dua pendingin harus dioperasikan

pada beban pendinginan puncak 500 RT. Oleh karena itu, pada beban pendinginan

hingga 250 RT, hanya satu pompa harus dioperasikan sementara dua pompa yang

dibutuhkan pada waktu lain. Jika sistem air dingin dirancang untuk ? T (perbedaan

dalam air dingin kembali dan pasokan suhu) dari 5,6 ? C ( 10 ? F ) , laju alir air

dingin

Gambar 4.22 Option pompa kecepatan 1-konstan.

Kepala 210 kN/m2 (70 ft air), dan pompa dan motor efisiensi 80 persen

masing-masing, konsumsi daya pompa teoritis dapat dihitung sebagai berikut:

Dari Persamaan. (4.5)

Karena itu, ketika dua pendingin beroperasi, kekuatan memompa akan 24,8 kW.

Ketika salah satu pompa beroperasi, tenaga motor dapat diambil sebagai 12,4 kW

(dalam aktual oper- Aton, itu tidak akan persis setengah). Pilihan kedua (Gambar

4.23) menganggap variabel kecepatan pompa primer. Itu daya pompa teoritis

diperkirakan dengan menggunakan hukum afinitas. Meskipun konsumsi daya pompa

yang sebenarnya mungkin tidak mengikuti hubungan ini persis karena

untuk penurunan efisiensi pompa pada kecepatan rendah, akan lebih mudah untuk

menggunakan relativitas ini tionship untuk tujuan estimasi. Hal ini juga diasumsikan

bahwa minimum dingin aliran air yang dibutuhkan oleh pendingin adalah 50 persen

(kecepatan pompa dapat dikurangi sebesar 50 persen). Dalam opsi 3 (Gambar 4.24),

yang merupakan sistem primer-sekunder, total sistem kepala diasumsikan terbuat dari

60 kN/2 (20 ft air) untuk rangkaian primer dan 150 kN/m2 (50 ft air) untuk rangkaian

sekunder. Pompa dan motor dengan kebijakan yang diambil menjadi 80 persen.

Menggunakan Persamaan. (4.6), konsumsi daya motor pompa primer dan sekunder

pompa, pada kecepatan 100 persen, dapat dihitung sebagai berikut:

Gambar 4.23 Option 2-variabel aliran utama.

Berdasarkan hal ini, untuk kesederhanaan, pompa primer dan sekunder pompa

diasumsikan untuk mengkonsumsi 3,5 kW dan 9 kW masing-masing, masing-masing,

pada beban penuh. Pada bagian beban, pompa ondary diasumsikan mengikuti hukum

pompa afinitas untuk aliran, kepala, dan kekuasaan konsumsi. Kecepatan operasi

minimum untuk pompa diambil sebagai 40 persen. Kekuatan memompa dikonsumsi

untuk tiga opsi untuk profil beban yang khas adalah diringkas dalam Tabel 4.2.

Catatan: Opsi daya 1 Pump untuk opsi 1 diambil sebagai 12,4 kW untuk satu pompa

dan 24,8 kW untuk dua pompa.

Gambar 4.24 Option sistem sekunder 3-primer.

Opsi daya 2 Pompa diambil untuk bervariasi sesuai dengan kubus hukum sampai

menit kecepatan Imum dari 50 persen .Opsi daya pompa 3 primer diambil sebagai 3,5

kW masing-masing (7 kW untuk dua pompa)dan konsumsi daya pompa sekunder

diambil bervariasi sesuai dengan kubus hukum sampai dengan kecepatan minimal 40

persen. Tabel 4.2 menunjukkan bahwa untuk pola operasi tertentu dianggap ( beban

mengajukan dan jam operasi), konsumsi daya terendah harian dicapai untuk

Opsi 2 dan 3. Meskipun opsi 2 memiliki konsumsi daya 12 persen lebih rendah dari

Opsi 3, opsi 3 mungkin masih lebih disukai dari sudut pandang operasional. Dalam

kasus di mana tanaman air dingin pusat tunggal memasok dingin air ke beberapa

bangunan yang memiliki air dingin yang berbeda membutuhkan (berbeda beban

pendinginan dan kepala tekanan), primer–sekunder sistem akan lebih menguntungkan

karena pompa sekunder dapat ukuran untuk memenuhi persyaratan bangunan yang

berbeda ( lihat Gambar. 4,25 ). Jika bangunan Aand B adalah gedung perkantoran

yang memiliki air dingin lebih tinggi mengalir dan kebutuhan head tekanan

dibandingkan dengan membangun C, yang merupakan blok podium dengan gerai

ritel, pompa sekunder untuk podium blok dapat menjadi ukuran untuk mencocokkan

aliran dan kepala persyaratan yang lebih

Gambar 4.25 Pengaturan sistem primer-sekunder untuk melayani beberapa

bangunan.

dari sudut pandang praktis, mungkin lebih baik untuk memiliki dasar-sec- Sistem

ondary dengan VSD pada pompa sekunder karena akan memungkinkan variasi yang

lebih tinggi dalam aliran tanpa mempengaruhi kinerja. Namun, perlu dicatat bahwa

ketika mengurangi kecepatan pompa, kecepatan tidak boleh dikurangi dengan lebih

dari sekitar 40 persen untuk memastikan suf - mencukupi pelumasan segel pompa dan

pendinginan motor

4.5.4 Reset variabel pompa aliran set point

Penghematan energi lebih lanjut dari pemompaan air dingin dapat dicapai

denganmemvariasikan titik tekanan diferensial set digunakan untuk mengendalikan

VSD kecepatan sesuai dengan permintaan. Dalam sistem seperti itu, otomatisasi

bangunan atau sistem manajemen energi (BAS atau EMS) dapat digunakan untuk

memonitor posisi katup kontrol di AHUs dan mengurangi diferensial yang

tekanan set point, sambil memastikan bahwa tidak ada katup yang kelaparan

air dingin. Apossible strategi pengendalian ditunjukkan pada Gambar. 4.26 .

Posisi semua modulasi katup AHU air dingin yang dan katup yang terbuka sebagian

ditentukan. Nilai valve Posisi dibandingkan dengan batas yang ditetapkan untuk

menyesuaikan set point.

Sebagai contoh, jika posisi valve maksimum adalah kurang dari 70 persen

terbuka, menunjukkan bahwa katup lain yang terbuka bahkan kurang dari 70 persen

dan Oleh karena itu, titik tekanan yang ditetapkan dapat dikurangi lebih lanjut.

Demikian pula, ketika kondisi beban berubah, jika katup terbuka lebih dari 90

persen , set titik akan ditingkatkan untuk mencegah koil pendingin dari yang

kekurangan

Gambar 4.26 Strategi Control untuk mengoptimalkan kecepatan variabel dingin

pompa air.

air dingin . Penyesuaian ini konstan set point , yang digunakan untuk controlling

kecepatan pompa air dingin sekunder , dapat membantu untuk meningkatkan efisiensi

sistem pemompaan air dingin

.

4.5.5 Optimizing kondensor pendinginan sistem

Seperti dalam kasus sistem pemompaan air dingin, jika air kondensor

pompa kebesaran untuk aplikasi dan pompa yang baik promasi terlalu banyak aliran

atau arus yang mencekik menggunakan katup, pompa Capacity dapat dikurangi

dengan menurunkan kecepatan pompa operasi atau mengurangi diameter impeller.

Kedua langkah biasanya akan menghasilkan signifikan temuan dalam konsumsi

energi. Pilihan apakah akan mengurangi diameter impeller atau mengurangi

kecepatan pompa akan tergantung pada biaya untuk setiap opsi. Biasanya, penurunan

kecepatan pompa menggunakan VSD lebih disukai karena fleksibilitas dalam

implemen-tasi. Pilihan ini juga menghasilkan efisiensi operasional yang lebih baik

sebagai pengurangan diameter impeller secara signifikan dapat mempengaruhi

efisiensi pompa. Pemompaan air kondensor dengan menggunakan sistem aliran

variabel (di mana pompa kecepatan bervariasi berdasarkan beban) biasanya tidak

menghasilkan signifikan penghematan energi. Hal ini karena pada bagian beban,

penuh air desain kondensor aliran hasil dalam suhu yang lebih rendah kondensor

kembali air (saat beban tetes, jika laju aliran adalah sama, ? T turun, dan karena

kondensor Suhu pasokan air adalah sama, kondensor kembali air temperature

berkurang ), yang menghasilkan efisiensi chiller yang lebih baik. seperti yang

ditunjukkan pada Gambar. 4.27, air kondenser masuk kondensor pada suhu TS

dan meninggalkan kondensor pada suhu TR. The kondensasi mendatang, TC ,

tergantung pada suhu pendekatan kondensor, yang merupakan perbedaan antara suhu

kondensasi dan air kondensor meninggalkan suhu (TC - TR). Suhu Pendekatan

kondensor tergantung pada karakteristik perpindahan panas seperti ketebalan

tabung kondensor dan kecepatan fluida dalam tabung. Oleh karena itu, pendekatan

suhu tetap konstan pada beban sebagian, dan air kondensor yang lebih rendah

suhu kembali (TR) menghasilkan suhu kondensasi yang lebih rendah (TC)

pada beban sebagian. Suhu kondensasi yang lebih rendah dan tekanan mengarah

untuk menurunkan com - daya pressor , seperti yang terlihat dalam diagram ph dari

siklus refrigerasi yang ideal (Gambar 4.28 ) . Penghematan energi yang dibuat karena

perbaikan dalam efisiensi pada beban sebagian biasanya melebihi penghematan

memompa mungkin bahwa dapat dicapai dengan mengurangi laju aliran air

kondensor pada beban sebagian

.

4.5.6 Pressure drop(Δ P) dipendingin

Ketika air mengalir melalui evaporator atau kondensor tabung pendingin ,

penurunan tekanan hasil karena hambatan aliran yang ditawarkan oleh

Gambar 4.27 Pengaruh suhu air kondenser pada kinerja kondensor.

tabung. Penurunan tekanan tergantung pada kecepatan aliran di tabung, yang pada

gilirannya tergantung pada laju aliran air dan tabung luas penampang. Penurunan

tekanan yang lebih tinggi di evaporator dan kondensor chiller air dan air kondensor

dingin pompa untuk bekerja melawan Perbedaan tekanan yang lebih tinggi untuk

memberikan laju aliran yang sama. Hal ini menyebabkan

Gambar 4.28 Pengaruh mengurangi suhu air kondenser.

konsumsi daya yang lebih tinggi dengan pompa, karena memompa daya langsung

sebanding dengan aliran dan tekanan kepala (kW∞ Qx ΔP). Biasanya, penurunan

tekanan di pendingin tidak dianggap sebagai Kriteria tant ketika memilih pendingin

karena lebih banyak penekanan diberikan kepada Criteria seperti efisiensi, biaya, dan

merek chiller. Ini beberapa kali mengarah ke pemilihan pendingin dengan penurunan

tekanan tinggi, yang, pada gilirannya, menyebabkan konsumsi energi yang lebih

tinggi dengan pompa, seperti yang ditunjukkan pada Contoh 4.4.

Contoh 4.4 Pertimbangkan dua pilihan Aand B berikut chiller

Menggunakan persamaan berikut, konsumsi daya pompa teoritis untuk over-

datang perlawanan di evaporator dapat dihitung sebagai berikut (dengan asumsi

efisiensi 100 persen):

Latihan yang sama dapat dilakukan untuk menghitung kekuatan memompa ekstra

sangkaan karena condensers'pressure berbeda tetes untuk pendingin.

4.5.7 Pressure kerugian dalam pipa dan alat kelengkapan

Ketika cairan mengalir melalui sistem perpipaan, kepala atau tekanan

kerugian terjadi karena gesekan fluida dalam pipa dan resistensi ditawarkan kepada

mengalir dengan berbagai perangkat seperti katup, saringan, dan tikungan yang

digunakan dalam sistem perpipaan. Kerugian gesekan tergantung pada material pipa ,

panjang pipa, kecepatan fluida, dan sifat dari cairan. Oleh karena itu, untuk cairan

yang diberikan seperti seperti air, kerugian gesekan dapat dikurangi dengan

meminimalkan panjang pipa dan mengurangi kecepatan aliran ( peningkatan diameter

pipa). Di sisi lain, untuk kecepatan aliran tertentu , kerugian akibat variabel-

Fitting ous dan perangkat yang terpasang pada sistem perpipaan tergantung pada

desain dari perangkat atau pas. Oleh karena itu, untuk kecepatan aliran tertentu,

berbeda jenis katup dapat memiliki kerugian yang berbeda terkait dengan mereka.

Option AOption B Kapasitas Chiller 500 RT 500 RT Penurunan tekanan yang

melintas 90 kN/m2 30 kN/m2 evaporator (air 30 ft) (10 ft air) Aliran air dingin rate

75.6 L/s 75,6 L/ (1200 USgpm) (1200 USgpm) 128 Chapter Empat Kerugian untuk

berbagai jenis katup dapat berbeda secara signifikan dan, oleh karena itu, kita harus

berhati-hati ketika memilih katup untuk berbagai aplikasi . Misalnya, jenis globe

katup biasanya digunakan sebagai katup dalam air dan kondensor sistem perpipaan

air dingin. Katup ini memiliki drop tekanan tinggi bahkan ketika mereka terbuka

penuh karena perubahan arah aliran harus membuat ketika melewati melalui mereka .

Di sisi lain, kupu-kupu katup, ketika terbuka penuh, menawarkan resistensi sedikit

atau tidak ada untuk arus. Oleh karena itu, untuk meminimalkan memompa energi

konsumsi, katup dengan resistansi rendah (ketika terbuka penuh), seperti namun-

katup terfly, harus digunakan untuk isolasi aliran. Selanjutnya , alat kelengkapan pipa

seperti belokan, siku, tee, dan transisi aliran perangkat juga harus dipilih untuk

meminimalkan kerugian kepala dalam sistem. Sistem air 4.5.8 Condenser

untuk unit paket Beberapa bangunan menggunakan paket unit pendingin air untuk

menyediakan udara–kondisi berfungsinya. Dalam sistem tersebut, unit paket dipasang

di berbagai bagian dari bangunan untuk melayani daerah yang berbeda. Paket

berpendingin air unit menolak panas yang diserap ke air kondenser dalam kondensor

masing-masing unit. Unit paket seperti biasanya dilayani oleh pusat Sistem air lebih

padat terdiri dari pompa, menara pendingin, dan jaringan perpipaan, seperti

ditunjukkan pada Gambar. 4.29. Sangat sering, di bangunan menggunakan sistem

tersebut , unit paket individu dijadwalkan untuk beroperasi pada waktu yang

berbeda , tergantung pada kebutuhan dari masing-masing pengguna. Hal ini dapat

mengakibatkan air kondenser beredar melalui unit paket yang tidak beroperasi jika

unit paket individu tidak bisa diisolasi dari sistem air kondenser. Hal ini

menyebabkan pemompaan lebih banyak air kondensor dari yang diperlukan dan

pemborosan daya pemompaan. Situasi seperti ini dapat dihindari jika katup on- off

diinstal pada pipa air kondensor melayani setiap unit paket pendingin air.

Gambar 4.29 Pengaturan sistem air kondenser

melayani paket unit.

Gambar 4.30 Pengaturan air aliran variabel kondensor

sistem.

terkait dengan pengoperasian unit paket. Hal ini akan memungkinkan. Aliran air

kondenser untuk setiap unit secara otomatis diaktifkan atau mati, tergantung pada

operasinya. Pompa air kondenser dapat dilengkapi dengan drive kecepatan variabel

dan sistem kontrol untuk menjaga. Tekanan minimum set (P) untuk sistem air

kondenser, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.30.

4.5.9 Efisiensi pompa

Persamaan untuk rem pompa tenaga kuda (dibahas sebelumnya) adalah:

Gambar 4.31 Titik Operasi untuk pompa A.

Oleh karena itu, untuk meminimalkan daya pompa, efisiensi pompa harus setinggi

mungkin. Hal ini dapat dilakukan memilih pompa yang sesuai, yang memiliki

efisiensi tinggi (di atas 85 persen) pada sistem pengoperasian yang diinginkan

Titik. Angka 4,31 dan 4,32 menunjukkan dua set kurva pompa untuk pompa Aand

pompa B. Sebagai angka menunjukkan, kedua pompa dapat beroperasi pada titik

operasi yang diinginkan dari laju aliran, Q, dan tekanan, P. Namun, berdasarkan pada

kurva kinerja, pompa Awill beroperasi pada 90 persen sementara pompa B hanya

akan mampu beroperasi pada 78 persen (diperkirakan oleh interpolation) pada titik

operasi yang diinginkan. Efisiensi pompa juga tergantung pada kapasitas, dan pompa

kapasitas yang lebih besar cenderung lebih efisien daripada kapasitas yang lebih

kecil. Oleh karena itu, umumnya lebih baik untuk memiliki beberapa pompa kapasitas

yang lebih tinggi daripada banyak kapasitas yang lebih kecil pompa untuk melakukan

tugas yang sama. Ini adalah memiliki kecepatan variabel sistem pemompaan air

dingin.

Gambar 4.32 Titik Operasi untuk pompa B.

jumlah pompa tidak harus sama dengan jumlah pendingin karena kapasitas pompa

dapat divariasikan untuk mencocokkan beban persyaratan (Gambar 4.23). Contoh 4.5

sistem Apumping memerlukan pompa dengan kapasitas 80 L/s dan Kepala 150

kN/m2. Hitung penghematan yang dapat dicapai dalam daya pompa jika

pompa memiliki efisiensi 90 persen digunakan sebagai pengganti pompa dengan 78

persen efisiensi untuk aplikasi ini. Dari Persamaan. (4.6)

4.6 Summary

Pompa yang digunakan pada bangunan terutama untuk AC dan pemanas

sistem. Sistem pemompaan biasanya menjelaskan tertinggi kedua konsumsi energi di

gedung-gedung. Bab ini membahas dasar-dasar dari sistem pemompaan, seperti

sistem terbuka dan tertutup, karakter-pompa , dan kurva pompa dan kurva sistem,

diikuti dengan gambaran sistem pemompaan yang digunakan di gedung-gedung

untuk AC dan panas sistem. Setelah itu, berbagai strategi manajemen energi untuk

sistem pemompaan bangunan dingin, air panas dan air kondensor dijelaskan.

Pertanyaan ulasan

4.1. Apump memberikan 200 L/s pada 1200 rpm dan mengkonsumsi 45 kW. Jika

pompa kecepatan berkurang sampai 1100 rpm, apa yang akan laju aliran baru dan

kekuatan sangkaan itu?

4.2. Apump dipilih untuk menyediakan 20 L/s air ketika beroperasi pada 1200 rpm.

Dalam kondisi operasi yang sebenarnya, aliran air 35 L/s dan pompa bermotor

mengkonsumsi 25 kW. Apa yang akan penurunan daya pompa sangkaan jika

kecepatan pompa berkurang untuk memberikan aliran air desain dari 20 L/s?

4.3. Kondensor dua pendingin yang berbeda kapasitas yang sama memiliki tekanan

tetes 80 KN/m2 dan 40 KN/m2, Masing-masing. Jika laju aliran air dibutuhkan adalah

150 L/s, menghitung penghematan daya pompa untuk kondensor pompa air jika

chiller dengan penurunan tekanan rendah digunakan sebagai pengganti

chiller dengan penurunan tekanan yang lebih tinggi.

4.4. Sistem Apumping memerlukan pompa dengan kapasitas 40 L/s dan kepala

dari 120 KN/m2. Jika pompa memiliki efisiensi 85 persen digunakan untuk ini

kasi bukannya pompa dengan efisiensi 65 persen, berapakah tabungan di

daya yang diperlukan untuk menggerakkan pompa?